CN113007238A - 一种基于目标冲击度的发动机恒转速离合器起步控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于目标冲击度的发动机恒转速离合器起步控制方法及系统，属于汽车技术领域，包括以目标冲击度计算计算目标离合器接合压力以及离合器目标接合位置，执行离合器位置闭环控制，并且由起步加速意图和起步过程驾驶员驾驶加速意图系数计算起步完成时目标加速度，并在计算发动机目标转速且确定在起步控制模式为1模式时，执行发动机扭矩闭环控制。通过将驾驶员油门踏板操作与起步冲击度联系起来共同决策驾驶员意图，在起步过程中，协同控制发动机扭矩和离合器接合，以使得发动机转速与离合器从动盘转速同步时平顺的完成滑磨加速到滑磨同步阶段的过渡，提高起步平顺性。

Description

一种基于目标冲击度的发动机恒转速离合器起步控制方法及 系统

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种基于目标冲击度的发动机恒转速离合器起步控制方法及系统。

背景技术

现有的AMT自动变速器是在MT手动变速器基础上加装各种传感器、变速器控制单元、电控选换挡执行机构和离合器执行机构发展而来的，其相对于其他自动变速器方案具有成本低传动效率高的优点。自动变速器能够将驾驶员从频繁的离合器操作和换挡操作中解放出来，并能根据路况和驾驶员输入智能的选择合适的挡位和驾驶模式，极大的减轻了驾驶员的负担。

随着AMT变速器的普及，驾驶员对车辆的舒适性要求也在逐步提高，牵引载货汽车由于其本身的质量和行驶路况会随着所拉货物和行驶环境变化而变化，这就导致其起步行驶环境是复杂变化的，且驾驶员操作也具有多变性，都会增加车辆起步控制的复杂程度，如果控制不好会引起起步耸车，发动机熄火等，严重影响车辆的平顺性，故AMT车辆需要一种提高起步平顺性的控制方法。

现有的AMT起步控制中，虽然通过油门踏板开度来识别驾驶员意图，但是并没有将驾驶员意图和驾驶平顺性的主观感受联系起来，不能很好的反映驾驶员的主观感受，导致起步平顺性控制能力不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于目标冲击度的发动机恒转速离合器起步控制方法，通过油门踏板开度来识别驾驶员意图，将驾驶员意图和驾驶平顺性的主观感受联系起来，解决起步平顺性控制能力不足的技术问题。

如上构思，本发明所采用的技术方案是：

一种基于目标冲击度的发动机恒转速离合器起步控制方法，包括：

S1、确定制动踏板被踩下且挂挡成功后，判断离合器切换状态qiehuan_b是否大于0，若是，则控制器离合器执行器移动至离合器目标位置X_btp，离合器目标位置X_btp等于离合器半接合点自学习位置减去第一阈值位置X1；其中，qiehuan_b在车辆起步初时为0，并在制动踏板被踩下且离合器执行器位移小于半接合点时qiehuan_b置为1；

S2、包括：判断制动踏板是否被松开，若是，则进入起步滑磨加速阶段，采集油门开度和油门开度变化率及当前变速器挡位，建立目标冲击度过渡斜率

单层模糊推理机和第一目标冲击度

的双层推理机；若否，则控制离合器执行器维持在离合器目标位置X_btp；

还包括：判断加速踏板是否被踩下，若制动踏板被松开且加速踏板未被踩下，则获取起步扭矩控制模式(包括1模式、2模式和0模式)，并判断是否进入起步控制模式，若进入起步控制模式，则由目标冲击度过渡斜率

单层模糊推理机，并由

对时间积分得到第二目标冲击度

并以

计算目标离合器接合压力以及离合器目标接合位置，执行离合器位置闭环控制；若未进入起步控制模式，则结束；

若制动踏板被松开且加速踏板被踩下，则判断是否进入起步控制模式，若进入起步控制模式，则由第一目标冲击度

的双层推理机获取第一目标冲击度

并获取离合器实际接合位置和比较

和

若离合器实际接合位置小于等于X_atp，X_atp为离合器半接合点自学习位置加上第二阈值位置X2(|X2|＜|X1|)，X_atp＞X_btp，且

则以

计算目标离合器接合压力以及离合器目标接合位置，执行离合器位置闭环控制；反之则以

计算目标离合器接合压力以及离合器目标接合位置，执行离合器位置闭环控制；其中，

由制动踏板被松开时随着时间的增加而逐渐增大，最终等于

若未进入起步控制模式，则结束；

在制动踏板被松开后还包括：计算起步滑磨加速阶段结束时间t₄，具体计算公式为：

其中，k_j-起步同步阶段目标冲击度比值；

-发动机目标转速(rad/s)；

-第一目标冲击度(m/s³)；其中，k_j由起步同步阶段目标冲击度k_j单层模糊推理机获取；

由控制器内预存的油门踏板开度与发动机目标转速关系表查得；

在制动踏板被松开后还包括：计算起步滑磨加速阶段结束时刻目标冲击度

并比较

和

大小，若

且

则起步滑磨加速阶段判断标志位b_tm_out置为1，其中，b_tm_out在车辆起步初时为0，仅在发动机目标转速和变速器输入轴转速之差小于第一预设转速差且变速器输入轴转速大于0时，b_tm_out重新置为0；其中，

的计算公式为：

其中，r_w-车轮滚动半径；

-变速器起步输入轴转速的一阶导数；ω_c-变速器起步输入轴转速；i_g-变速器速比；i₀-后桥速比；

在加速踏板被踩下后还包括：计算起步加速意图I_acc，其中I_acc的计算公式为：

I_acc＝∫₀ ^t4α(t)dt

其中，α(t)-油门开度(％)；

在制动踏板被松开后还包括：计算起步过程驾驶员驾驶加速意图系数K_iacc，并建立起步过程驾驶员驾驶加速意图系数K_iacc模糊推理机，并由起步加速意图I_acc与起步过程驾驶员加速意图系数K_iacc的乘积计算起步完成时目标加速度a_{opt_qibu}，且由后桥速比、变速器速比、车轮滚动半径和起步完成时目标加速度a_{opt_qibu}计算起步修正目标发动机转速变化率。

在制动踏板被松开后还包括：计算发动机目标转速，并在确定起步扭矩控制模式为1模式时，执行发动机扭矩控制模式。

在制动踏板被松开后还包括：若当前挡位为非空档，且离合器起步目标接合位置大于离合器半接合点自学习位置或变速器输入轴转速大于预设转速、且同步超时小于第一预设时间，则开始计算起步累加时间t_qibu；并且若发动机转速与输入轴转速的转速差小于等于第二预设转速差，且当前挡位为非空档，且起步累加时间t_qibu大于0，且t_qibu大于起步滑磨加速结束时间t₄或发动机转速与输入轴转速的转速差小于第三预设转速差或起步滑磨加速结束判断标志位b_tm_out置为1，则起步时间累加结束标志位置1，同步超时开始计时，并在且同步超时大于第一预设时间后起步累加时间t_qibu清零，同时同步超时清零；其中，起步时间累加结束标志位在车辆起步初始为0；

在制动踏板被松开后还包括：若当前挡位为非空挡，且起步累加时间t_qibu大于0，且起步滑磨过渡超时小于第二预设时间，且满足起步滑磨加速结束时间t₄大于第三预设时间且起步累加时间t_qibu大于起步滑磨加速结束时间t₄、起步滑磨加速结束判断标志位b_tm_out为1、车速大于预设速度且发动机转速与输入轴转速的转速差小于等于所述第三预设转速差至少一个时，起步滑磨过渡阶段累加时间t_guodu开始计时；并且当发动机转速与输入轴转速的转速差小于等于所述第二预设转速差，且车速大于预设速度，且当前挡位为非空挡，且起步扭矩控制模式为1模式或2模式，则起步滑磨过渡超时开始计时；并且当起步滑磨过渡超时大于第二预设时间后，起步滑磨过渡超时和起步滑磨过渡阶段累加时间t_guodu同时清零；所述第二预设转速差大于所述第一预设转速差且小于所述第三预设转速差；

S3、判断起步滑磨过渡阶段累加时间t_guodu是否大于0，若是，则进入起步滑磨过渡阶段，若未进入起步控制模式，则结束；在进入起步滑磨过渡阶段后包括：判断是否进入起步控制模式，若进入起步控制模式则建立起步滑磨过渡阶段目标冲击度过渡斜率

单层模糊推理机并以此获取起步滑磨过渡阶段目标冲击度过渡斜率

并由第一目标冲击度

与起步滑磨过渡阶段目标冲击度过渡斜率

与起步滑磨过渡阶段累加时间t_guodu的乘积相加得到起步滑磨过渡阶段的目标冲击度

并以起步滑磨过渡阶段的目标冲击度

计算目标离合器接合压力以及离合器目标接合位置，执行离合器位置闭环控制；

在进入起步滑磨过渡阶段后还包括：计算起步滑磨同步阶段目标冲击度

由t₄时刻开时随着时间的增加而逐渐减小，最终等于

在进入起步滑磨过渡阶段后还包括：计算起步修正目标发动机转速，并在确定起步扭矩控制模式为1模式时，执行发动机扭矩控制模式；

S4、判断

是否小于等于

若是，进入起步滑磨同步阶段；在进入起步滑磨同步阶段后包括判断是否进入起步控制模式，若进入起步控制模式，则由起步滑磨过渡阶段的目标冲击度

计算目标离合器接合压力以及离合器目标接合位置，执行离合器位置闭环控制；若未进入起步控制模式，则结束；

在执行离合器位置闭环控制后，当发动机转速和变速器输入轴转速差小于第四预设转速差，且发动机转速和变速器输入轴转速同步状态标志位syn_b为1，且起步滑磨过渡超时大于第四预设时间，且离合器切换状态qiehuan_b≤0时，退出离合器位置闭环控制，第四预设时间小于0.2s；其中，syn_b在车辆起步初始为0，并在车速大于预设速度，且t_qibu不大于0，且离合器位移大于离合器半接合位置，且发动机转速和变速器输入轴转速差不大于第四预设转速差时置为1，并且一旦上述所有条件不能同时满足则置为0；当上述置1条件不满足时，syn_b在目标挡位变化斜率小于0，且车速大于预设速度，且t_qibu不大于0，且离合器位移大于离合器半接合位置时置为1，并且一旦上述所有条件不能同时满足则置为0；所述第四预设转速差大于第二预设转速差且小于所述第三预设转速差；

在进入起步滑磨同步阶段后还包括：计算起步修正目标发动机转速，并在确定起步扭矩控制模式为1模式时，执行发动机扭矩控制模式；

在执行发动机扭矩控制模式后，当发动机转速和变速器输入轴转速小于预设转速，且起步扭矩控制模式为2模式时，退出发动机扭矩闭环控制；

在S1-S4中，发动机扭矩控制模式为发动机转速前馈与反馈闭环控制，此控制模式下控制算法的输入为起步修正目标发动机转速和实际发动机转速的差值，前馈控制输入为发动机起步需求扭矩，其由起步修正目标发动机转速变化率、起步修正目标发动机转速、离合器目标传递扭矩、传动系旋转阻尼系数、发动机飞轮和离合器压盘转动惯量计算得出；反馈输出为由起步修正目标发动机转速和实际发动机转速的差值计算得到的闭环修正扭矩；前馈控制输入和反馈输出之和作为起步发动机请求扭矩由变速器控制器(TCU)发送给发动机控制器(ECU)。

进一步地，获取起步扭矩控制模式包括：

获取并判断起步状态标志位qb_b是否为1，获取并判断发动机转速和变速器输入轴转速同步状态标志位syn_b是否为1，若qb_b为0且syn_b为0，则起步扭矩控制模式为0模式；若qb_b为1且syn_b为0，则起步扭矩控制模式为1模式；若qb_b为0且syn_b为1，则起步扭矩控制模式为2模式；

其中，qb_b在车辆起步初始为0，并在换挡成功标志位置1，且车速小于预设速度，且驾驶员松开手刹或制动踏板，且离合器位移大于离合器半接合点自学习位置减去第三阈值X3(|X3|<|X1|)，且发动机转速和变速输入轴转速差大于所述第五预设转速差时置为1，并且一旦上述所有条件不能同时满足则置为0，第五预设转速差大于第三预设转速差。

进一步地，判断是否进入起步控制模式包括：

当离合器实际接合位置大于等于离合器半接合点自学习位置减去第四阈值位置X4，且离合器实际接合位置小于等于离合器半接合点自学习位置加上第五阈值位置X5，且起步累加时间t_qibu大于0，且发动机转速和变速器输入轴转速差大于所述第三预设转速差，且起步滑磨过渡超时小于第二预设时间，且起步扭矩控制模式为1模式，且满足车速大于一定预设速度或制动踏板被松开二者之一时，确定进入起步控制模式，|X5|＞|X2|且|X5|＜|X4|，|X1|<|X4|，|X3|＞|X5|；或者

当挂挡成功，且起步滑磨过渡超时小于第二预设时间，且发动机转速和变速器输入轴转速差大于所述第三预设转速差，且起步扭矩控制模式为1模式时，确定进入起步控制模式。

进一步地，目标离合器接合压力Fc计算公式为：

式中，

-离合器目标传递扭矩(N·m)；R_c-离合器摩擦片工作有效半径(m)；μ-离合器摩擦片摩擦系数，发动机转速和变速器输入轴转速差小于第一预设转速差时为静摩擦系数，否则为动态摩擦系数；ω_eact-发动机实际转速(r/min)；ω_cact-变速器输入轴实际转速(r/min)；其中，离合器目标传递扭矩

的计算公式为：

式中，式中，

-离合器目标传递扭矩(N·m)；β-传动系旋转阻尼系数(N·m·s/rad)；整车惯量等效到变速器输入轴的惯量J_cveh(kg·m²)；外界阻力矩等效到变速器输入轴的阻力矩T_f(N·m)；坡道阻力引起的阻力矩T_i(N·m)；滚动阻力在驱动轴上引起的阻力矩Tg(N·m)，

为变速器起步目标输入轴转速的2阶导数：

式中，j^tar-起步阶段目标冲击度(m/s³)；i_g-变速器速比；i₀-后桥速比；r_w-车轮滚动半径(m)，对

积分可得变速器起步目标输入轴转速及其一阶导数。

进一步地，由离合器压盘位置经离合器膜片弹簧大端负荷特性查表得到当前膜片弹簧大端载荷Fpd，当前膜片弹簧大端载荷Fpd减去目标离合器接合压力F_c的差值再乘以膜片弹簧大端与小端位移比k_λ得到离合器膜片弹簧小端载荷Fpx，由离合器膜片弹簧小端载荷Fpx经离合器膜片弹簧小端分离特性查表得到膜片弹簧小端分离指位移，将膜片弹簧小端分离指位移与离合器最大分离自学习位置的差值作为合器起步目标接合位置X_clutchtar；膜片弹簧小端分离指位移经膜片弹簧小端位移与大端位移关系特性查表得到当前离合器大端位移，此即为离合器压盘位置，再将此位置用于下一时刻经离合器膜片弹簧大端负荷特性查表确定膜片弹簧大端载荷Fpd。

进一步地，离合器位置闭环控制包括：离合器执行器位移传感器测得的执行器位置信号为膜片弹簧小端分离指位移，将传感器测得的位置信号与离合器最大分离自学习位置的差作为离合器执行器实际接合位置X_clutchact，将离合器起步目标接合位置与离合器实际接合位置X_clutchact的差值作为闭环控制器的输入，控制器输出PWM(占空比)信号控制离合器执行器的进气电磁阀和排气电磁阀。

进一步地，起步修正目标发动机转速变化率

(rad/s)的计算公式为：

其中，i_g-后桥速比；i₀-变速器速比；r_w-车轮滚动半径；a_{opt_qibu}-起步完成时目标加速度。

进一步地，起步修正目标发动机转速

(rad/s)的计算公式为：

式中，t_guodu—起步滑磨过渡阶段累加时间(s)。

进一步地，发动机起步需求扭矩

(N·m)的计算公式为：

式中，β—传动系旋转阻尼系数(N·m·s/rad)；J_ec为发动机分轮和离合器压盘转动惯量(k·gm²)。

本发明还提供一种基于目标冲击度的发动机恒转速离合器起步控制系统，用于执行上述任一项所述的的基于目标冲击度的发动机恒转速离合器起步控制方法，包括变速器控制器、发动机控制器和和应用软件控制模块，所述应用软件模块设置于所述变速器控制器中，所述变速器控制器与所述发动机控制器通过CAN线连接，所述应用软件控制模块包括变速器输入和输出轴转速采集模块、离合器执行器参数采集模块、离合器执行器控制模块、目标发动机转速确定模块、发动机请求扭矩计算模块、离合器控制状态确定模块和阻力扭矩获取模块。

本发明的有益效果为：

本发明提出的基于目标冲击度的发动机恒转速离合器起步控制方法及系统，该基于目标冲击度的发动机恒转速离合器起步控制方法将驾驶员油门踏板操作与起步冲击度联系起来共同决策驾驶员意图，在起步过程中，协同控制发动机扭矩和离合器接合，以使得发动机转速与离合器从动盘转速同步时平顺的完成滑磨加速到滑磨同步阶段的过渡，提高起步平顺性。

附图说明

图1是本发明提供的基于目标冲击度的发动机恒转速离合器起步控制方法的示意图；

图2是本发明提供的起步滑磨加速阶段油门开度的隶属度函数示意图；

图3是本发明提供的起步滑磨加速阶段当前挡位的第一隶属度函数示意图；

图4是本发明提供的起步滑磨加速阶段目标冲击度比值k_j的第一隶属度函数示意图；

图5是本发明提供的滑磨加速阶段冲击度模糊推理机示意图；

图6是本发明提供的起步滑磨加速阶段油门开度和驾驶员加速意图的隶属度函数示意图；

图7是本发明提供的起步滑磨加速阶段油门开度变化率的隶属度函数示意图；

图8是本发明提供的起步滑磨加速阶段驾驶员加速意图的隶属度函数示意图；

图9是本发明提供的起步滑磨加速阶段当前挡位的第二隶属度函数示意图；

图10是本发明提供的起步滑磨加速阶段目标冲击度比值k_j的第一隶属度函数示意图；

图11是本发明提供的起步滑磨加速阶段油门开度的隶属度函数示意图；

图12是本发明提供的起步滑磨加速阶段当前挡位的隶属度函数示意图；

图13是本发明提供的起步滑磨加速阶段目标冲击度比值kj的隶属度函数示意图；

图14是本发明提供的起步滑磨过渡阶段油门开度的隶属度函数示意图；

图15是本发明提供的起步滑磨过渡阶段当前挡位的隶属度函数示意图；

图16是本发明提供的起步滑磨过渡阶段起步过程驾驶员加速意图系数K_iacc的隶属度函数示意图；

图17是本发明提供的起步滑磨过渡阶段油门开度的隶属度函数示意图；

图18是本发明提供的起步滑磨过渡阶段当前挡位的隶属度函数示意图；

图19是本发明提供的起步滑磨过渡阶段目标冲击度过渡斜率

的隶属度函数示意图。

图20是本发明提供的基于目标冲击度的发动机恒转速离合器起步控制系统的示意图。

图中：

10、应用软件控制模块；20、变速器控制器；30、发动机控制器。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本实施例提供一种基于目标冲击度的发动机恒转速离合器起步控制方法，参照图1，在图1中，α为油门踏板开度，

和

分别为起步滑磨加速阶段目标冲击度，

为起步滑磨过渡阶段的目标冲击度，

为起步滑磨同步阶段目标冲击度，

为起步目标输入轴转速变化率，

为起步修正发动机目标转速变化率，X_btp为离合器半接合点自学习位置减去一阈值位置X1，X_tp为离合器半接合点自学习位置，X_atp为离合器半接合点自学习位置加上一阈值位置X2，X_close为离合器最大接合位置自学习位置，离合器最大分离自学习位置作为离合器位置0点，上述离合器位置点均为相对于离合器最大分离自学习位置的相对位置点，n_etar为起步修正发动机目标转速，n_c为变速器输入轴转速，T_c为离合器实际传递扭矩，T_req为变速器控制器TCU发给发动机控制器ECU的请求扭矩。

该基于目标冲击度的发动机恒转速离合器起步控制方法具体包括：

S1、确定制动踏板被踩下且挂挡成功后，判断离合器切换状态qiehuan_b是否大于0，若是，则控制器离合器执行器移动至离合器目标位置X_btp，离合器目标位置X_btp等于离合器半接合点自学习位置减去第一阈值位置X1，并控制离合器执行器维持在离合器目标位置X_btp；其中，qiehuan_b在车辆起步初时为0，并在制动踏板被踩下且离合器执行器位移小于半接合点时qiehuan_b置为1。

具体地，S1阶段对应图1中的0-t₀阶段，即从确定制动踏板且挂挡成功后开始，当离合器执行器移动到离合器目标位置X_btp后结束。此外，如果在确定制动踏板被踩下且挂挡成功后，如果离合器切换状态qiehuan_b是1，则该基于目标冲击度的发动机恒转速离合器起步控制方法结束。

进一步地，需要说明的是，在qiehuan_b＝0时，如果驾驶员踩下制动踏板且车速不小于预设速度或驾驶员松开制动踏板且当前处于换挡进程中且离合器执行器位移小于离合器半接合点自学习位置，则qiehuan_b置为1。此外，qiehuan_b＝0时，如果离合器执行器位移大于离合器半接合点自学习位置或者此时不在换挡进程中，则qiehuan_b保持为0。在qiehuan_b＝1时，如果驾驶员踩下制动踏板且此时车速小于预设速度且离合器排气阀占空比>0，或者当前非空挡且制动踏板被松开，或者目标挡位与当前挡位相同且制动踏板被松开时，qiehuan_b置为0。上述起步扭矩控制模式在下文进行介绍。

S2、包括：判断制动踏板是否被松开，若是，则进入起步滑磨加速阶段，采集油门开度和油门开度变化率及当前变速器挡位，建立目标冲击度过渡斜率

单层模糊推理机和第一目标冲击度

的双层推理机；若否，则控制离合器执行器维持在离合器目标位置X_btp；

还包括：判断加速踏板是否被踩下，若制动踏板被松开且加速踏板未被踩下，则获取起步扭矩控制模式(包括1模式、2模式和0模式)，并判断是否进入起步控制模式，若进入起步控制模式，则由起步滑磨加速阶段目标冲击度过渡斜率

单层模糊推理机获取目标冲击度过渡斜率

并由

对时间积分得到第二目标冲击度

并以

计算目标离合器接合压力以及离合器目标接合位置，执行离合器位置闭环控制；若未进入起步控制模式，则结束；

若制动踏板被松开且加速踏板被踩下，则判断是否进入起步控制模式，若进入起步控制模式，则由第一目标冲击度

的双层推理机获取第一目标冲击度

并获取离合器实际接合位置和比较

和

若离合器实际接合位置小于等于X_atp，X_atp为离合器半接合点自学习位置加上第二阈值位置X2(X2＜X1)，X_atp＞X_btp，且

则以

计算目标离合器接合压力以及离合器目标接合位置，执行离合器位置闭环控制；反之则以

计算目标离合器接合压力以及离合器目标接合位置，执行离合器位置闭环控制；其中，

由制动踏板被松开时随着时间的增加而逐渐增大，最终等于

若未进入控制模式，则结束；

在制动踏板被松开后还包括：计算起步滑磨加速阶段结束时间t₄，具体计算公式为：

其中，k_j—起步同步阶段目标冲击度比值；

—发动机目标转速(rad/s)；

—第一目标冲击度(m/s³)；其中，k_j由起步同步阶段目标冲击度k_j单层模糊推理机获取；

由控制器内预存的油门踏板开度与发动机目标转速关系表查得；

在制动踏板被松开后还包括：计算起步滑磨加速阶段结束时刻目标冲击度

并比较

和

大小，若

且

则起步滑磨加速阶段结束判断标志位b_tm_out置为1，其中，b_tm_out在车辆起步初时为0，仅在发动机目标转速和变速器输入轴转速之差小于第一预设转速差且变速器输入轴转速大于0时，b_tm_out重新置为0，在本实施例中，第一预设转速差优选为10r/min；其中，

的计算公式为：

其中，r_w-车轮滚动半径；

-变速器起步输入轴转速的一阶导数；ω_c-变速器起步输入轴转速；i_g-变速器速比；i₀-后桥速比；

在加速踏板被踩下后还包括：计算起步加速意图I_acc，其中I_acc的计算公式为：

I_acc＝∫₀ ^t4α(t)dt

其中，α(t)—油门开度(％)；

在制动踏板被松开后还包括：计算起步过程驾驶员驾驶加速意图系数K_iacc，并建立起步过程驾驶员驾驶加速意图系数K_iacc模糊推理机，并由起步加速意图I_acc与起步过程驾驶员加速意图系数K_iacc的乘积计算起步完成时目标加速度a_{opt_qibu}，且由后桥速比、变速器速比、车轮滚动半径和起步完成时目标加速度a_{opt_qibu}计算起步修正目标发动机转速变化率。

在制动踏板被松开后还包括：计算发动机目标转速，并在确定起步扭矩控制模式为1模式时，执行发动机扭矩控制模式。具体地，在本实施例中，发动机目标转速由发动机外特性和部分负荷特性共同确定，其取值为不同油门开度下发动机怠速转速n_idle以上1000r/min以下最大扭矩对应转速，在线计算时，输入为油门踏板开度，经查图表计算输出对应输入油门踏板开度的发动机目标转速。需要说明的是，控制器内预存有上述图表。

在制动踏板被松开后还包括：若当前挡位为非空档，且离合器起步目标接合位置大于离合器半接合点自学习位置或变速器输入轴转速大于预设转速、且同步超时小于第一预设时间，则开始计算起步累加时间t_qibu；并且若发动机转速与输入轴转速的转速差小于等于第二预设转速差，且当前挡位为非空档，且起步累加时间t_qibu大于0，且t_qibu大于起步滑磨加速结束时间t4或发动机转速与输入轴转速的转速差小于第三预设转速差或起步滑磨加速结束判断标志位b_tm_out置为1，则起步时间累加结束标志位置1，同步超时开始计时，并在且同步超时大于第一预设时间后起步累加时间t_qibu清零，同时同步超时清零；其中，起步时间累加结束标志位在车辆起步初始为0；在本实施例中，上述预设转速优选为50r/min，第二预设转速差优选为40r/min，第三预设转速差优选为100r/min，上述第一预设时间优选为0.2s。

在制动踏板被松开后还包括：若当前挡位为非空挡，且起步累加时间t_qibu大于0，且起步滑磨过渡超时小于第二预设时间，且满足起步滑磨加速结束时间t₄大于第三预设时间且起步累加时间t_qibu大于起步滑磨加速结束时间t₄、起步滑磨加速结束判断标志位b_tm_out为1、车速大于预设速度且发动机转速与输入轴转速的转速差小于等于第三预设转速差至少一个时，起步滑磨过渡阶段累加时间t_guodu开始计时；并且当发动机转速与输入轴转速的转速差小于等于第二预设转速差，且车速大于预设速度，且当前挡位为非空挡，且起步扭矩控制模式为1模式或2模式，则起步滑磨过渡超时开始计时；并且当起步滑磨过渡超时大于第二预设时间后，起步滑磨过渡超时和起步滑磨过渡阶段累加时间t_guodu同时清零。在本实施例中，上述第二预设时间优选为0.2s，第三预设时间优选为0.2s，预设速度优选为1km/h。

具体地，S2对应的图1中的t₁-t₄阶段，需要说明的是，在t₀-t₁阶段，离合器执行器位置在离合器目标位置X_btp。t₁时刻即为制动踏板被松开的时刻，在t₃时刻，

在t2时刻，离合器接合到离合器半接合点自学习位置。

其中，起步滑磨加速阶段目标冲击度(m/s³)可用下式计算：

上述建立目标冲击度过渡斜率

单层模糊推理机包括：

S21、设定油门开度的实际论域和油门开度的模糊集整数论域；设定当前挡位的实际论域和当前挡位的模糊集整数论域；设定起步滑磨加速阶段目标冲击度过渡斜率

的实际论域和起步滑磨加速阶段目标冲击度过渡斜率

的模糊集整数论域；计算输入量油门开度α的量化因子k_a，计算当前挡位的量化因子k_gear，计算起步滑磨加速阶段目标冲击度过渡斜率

的量化因子k_j；

S22、设定油门开度的模糊子集，当前挡位的模糊子集；起步滑磨加速阶段目标冲击度

的模糊子集；

S23、选择三角形分布函数作为输入和输出隶属度函数。

其中，油门开度的实际论域为[0，1]，油门开度的模糊集整数论域为[0、1、2、3、4、5、6、7、8]，输入量油门开度α的量化因子k_a＝(8-0)/(1-0)＝8；当前挡位的实际论域为[-2，5]，当前挡位的模糊集整数论域为[-2，-1，0，1，2，3，4，5]，当前挡位的量化因子k_gear＝(5-(-2))/(5-(-2))＝1；起步滑磨加速阶段目标冲击度过渡斜率

的实际论域为[40，88]，起步滑磨加速阶段目标冲击度过渡斜率

的模糊集整数论域为[100，115，130，145，160，175，190，205，220]，起步滑磨加速阶段目标冲击度过渡斜率

的量化因子k_j＝(88-40)/(220-100)＝0.4；油门开度的模糊子集为[VS，MS，LS，S，M，B，LB，MB，VB]，当前挡位的模糊子集为[NB，NVB，Z，VB，B，M，S，VS]，起步滑磨加速阶段目标冲击度过渡斜率

的模糊子集为[VS，MS，LS，S，M，B，LB，MB，VB]，其中，油门开度和起步滑磨加速阶段目标冲击度过渡斜率

的模糊子集依次表示[非常小、中小、较小、小、中、较大、中大、非常大]；当前挡位的模糊子集依次表示为[负小、负大、零、正非常大、正大、正中、正小]。

具体地，图2为起步滑磨加速阶段油门开度隶属度函数示意图。图3为起步滑磨加速阶段当前挡位隶属度函数示意图。图4为起步滑磨加速阶段目标冲击度过渡斜率

隶属度函数。

参照图5，上述建立第一目标冲击度

的双层推理机包括：

对于模糊控制器第一层，油门开度α和驾驶员加速意图aI的实际论域为[0，1]，油门开度变化率

的实际论域为[-5，12]，设定油门开度α和驾驶员加速意图的模糊集整数论域为[0，1，2，3，4，5，6]，油门开度变化率

的模糊集整数论域为[-30，-13，4，21，38，55，72]。由实际论域和整数论域之间的对应关系可得出：

输入量油门开度α的量化因子：

输入量油门开度变化率

的量化因子：

输出量驾驶员加速意图的量化因子：

模糊化的过程包括模糊子集的确定，这里将油门开度和驾驶员加速意图划分为如下七个模糊子集：[非常小(VS)，小(S)，较小(LS)，中(M)，较大(LB)，大(B)，非常大(VB)]，将油门开度变化率划分为如下七个模糊子集：[负大(NB)，负中(NM)，负小(NS)，零(Z)，正小(PS)，正中(PM)，正大(PB)]，隶属度函数均选择三角形。对于油门开度和驾驶员加速意图，隶属度函数为底为2，高为1的等腰三角形，如图6所示；对于油门开度变化率，隶属度函数为底为32，高为1的等腰三角形，如图7所示。

对于模糊控制器第二层，驾驶员加速意图aI的实际论域为[0，1]，当前挡位的实际论域为[-2，5]，滑磨加速阶段目标冲击度

的实际论域为[1，5]。驾驶员加速意图aI的模糊集整数论域为[0，1，2，3，4，5，6]，当前挡位的模糊集整数论域为[-2，-1，0，1，2，3，4，5]，滑磨加速阶段目标冲击度

的模糊集整数论域为[3，5，7，9，11，13，15]。由实际论域和整数论域之间的对应关系可得出：

驾驶员加速意图的量化因子：

当前挡位的量化因子：

滑磨加速阶段目标冲击度

的量化因子：

模糊化的过程包括模糊子集的确定，这里将驾驶员加速意图和滑磨加速阶段目标冲击度

划分为如下七个模糊子集：[非常小(VS)，小(S)，较小(LS)，中(M)，较大(LB)，大(B)，非常大(VB)]，将当前挡位划分为如下八个模糊子集：[负小(NB)，负大(NVB)，零(Z)，正非常大(AVB)，正大(AB)，正中(AM)，正小(AS)，正非常小(AVS)]，隶属度函数均选择三角形。对于驾驶员加速意图，隶属度函数为底为2，高为1的等腰三角形，如图8所示；对于当前挡位，隶属度函数为底为2，高为1的等腰三角形，如图9所示；对于滑磨加速阶段目标冲击度

隶属度函数为底为4，高为1的等腰三角形，如图10所示。

建立起步同步阶段目标冲击度比值k_j的过程包括：

油门开度α实际论域为[0，1]，当前挡位的实际论域为[-2，5]，目标冲击度比值k_j的实际论域为[-0.22，-0.1]。设定油门开度α的模糊集整数论域为[0，1，2，3，4，5，6，7，8]，当前挡位的模糊集整数论域为[-2，-1，0，1，2，3，4，5]，目标冲击度比值k_j的模糊集整数论域为[100，115，130，145，160，175，190，205，220]。由实际论域和整数论域之间的对应关系可得出：

输入量油门开度α的量化因子：

当前挡位的量化因子：

目标冲击度比值k_j的量化因子：

模糊化的过程包括模糊子集的确定，这里将油门开度划分为如下九个模糊子集：[非常小(VS)，中小(MS)，较小(LS)，小(S)，中(M)，大(B)，较大(LB)，中大(MB)，非常大(VB)]，将当前挡位划分为如下八个模糊子集：[负小(NB)，负大(NVB)，零(Z)，正非常大(VB)，正大(B)，正中(M)，正小(S)，正非常小(VS)]，目标冲击度比值k_j划分为如下九个模糊子集：[非常小(VS)，中小(MS)，较小(LS)，小(S)，中(M)，大(B)，较大(LB)，中大(MB)，非常大(VB)]，隶属度函数均选择三角形。对于油门开度，隶属度函数为底为3，高为1的等腰三角形，如图11所示；对于当前挡位，隶属度函数为底为2，高为1的等腰三角形，如图12所示；对于目标冲击度比值k_j，隶属度函数为底为30，高为1的等腰三角形，如图13所示。

上述建立起步过程驾驶员加速意图系数K_iacc模糊推理机包括：

油门开度α实际论域为[0，1]，当前挡位的实际论域为[-2，5]，起步过程驾驶员加速意图系数K_iacc的实际论语为[2，4.4]。设定油门开度α的模糊集整数论域为[0，1，2，3，4，5，6，7，8]，当前挡位的模糊集整数论域为[-2，-1，0，1，2，3，4，5]，起步过程驾驶员加速意图系数K_iacc的模糊集整数论域为[100，115，130，145，160，175，190，205，220]。由实际论域和整数论域之间的对应关系可得出：

输入量油门开度α的量化因子：

当前挡位的量化因子：

起步过程驾驶员加速意图系数K_iacc的量化因子：

模糊化的过程包括模糊子集的确定，这里将油门开度划分为如下九个模糊子集：[非常小(VS)，中小(MS)，较小(LS)，小(S)，中(M)，大(B)，较大(LB)，中大(MB)，非常大(VB)]，将当前挡位划分为如下八个模糊子集：[负小(NB)，负大(NVB)，零(Z)，正非常大(VB)，正大(B)，正中(M)，正小(S)，正非常小(VS)]，起步过程驾驶员加速意图系数K_iacc划分为如下九个模糊子集：[非常小(VS)，中小(MS)，较小(LS)，小(S)，中(M)，大(B)，较大(LB)，中大(MB)，非常大(VB)]，隶属度函数均选择三角形。对于油门开度，隶属度函数为底为3，高为1的等腰三角形，如图14所示；对于当前挡位，隶属度函数为底为2，高为1的等腰三角形，如图15所示；起步过程驾驶员加速意图系数K_iacc，隶属度函数为底为30，高为1的等腰三角形，如图16所示。

具体地，在本实施例中，获取起步扭矩控制模式包括：

获取并判断起步状态标志位qb_b是否为1，获取并判断发动机转速和变速器输入轴转速同步状态标志位syn_b是否为1，若qb_b为0且syn_b为0，则起步扭矩控制模式为0模式；若qb_b为1且syn_b为0，则起步扭矩控制模式为1模式；若qb_b为0且syn_b为1，则起步扭矩控制模式为2模式；其中，qb_b在车辆起步初始为0，当驾驶员松开手刹和制动踏板且挂挡成功，且离合器起步实际接合位置大于离合器半接合点自学习位置减去第四阈值位置X3(X3<X1)，且车速小于预设速度，且发动机转速和变速器输入轴转速差大于第五预设转速差，则qb_b置为1。在qb_b为1时，如果上述条件有一个不满足则qb_b置为0。其中，syn_b在车辆起步初始为0，并在车速大于预设速度，且t_qibu不大于0，且离合器位移大于离合器半接合位置，且发动机转速和变速器输入轴转速差不大于第四预设转速差时置为1，并且一旦上述所有条件不能同时满足则置为0；当上述置1条件不满足时，syn_b在目标挡位变化斜率小于0，且车速大于预设速度，且t_qibu不大于0，且离合器位移大于离合器半接合位置置为1，并且一旦上述所有条件不能同时满足则置为0。在本实施例中，第四预设转速差优选为50r/min，第五预设转速差优选为500r/min。

进一步地，当起步扭矩控制模式为2模式时，计时器开始计时，当计时超过100ms则计时停止进入等待状态并维持2模式，直到qb_b和syn_b都变为0，则起步扭矩控制模式切换至0模式，当起步扭矩控制模式为0模式时，当qb_b为0而syn_b变为1时，起步扭矩控制模式切换至2模式。

进一步地，在本实施例中，判断是否进入起步控制模式包括：

当离合器实际接合位置大于等于离合器半接合点自学习位置减去第四阈值位置X4，且离合器实际接合位置小于等于离合器半接合点自学习位置加上第五阈值位置X5，且起步累加时间t_qibu大于0，且发动机转速和变速器输入轴转速差大于第三预设转速差，且起步滑磨过渡超时小于第二预设时间，且起步扭矩控制模式为1模式，且满足车速大于一定阈值V0或制动踏板被松开二者之一时，确定进入起步控制模式，|X5|＞|X2|且|X5|＜|X4|，|X1|<|X4|，|X3|＞|X5|；或者当挂挡成功，且起步滑磨过渡超时小于第二预设时间，且发动机转速和变速器输入轴转速差大于第三预设转速差，且起步扭矩控制模式为1模式时，确定进入起步控制模式。

进一步地，在本实施例中，离合器闭环控制包括：离合器执行器位移传感器测得的执行器位置信号为膜片弹簧小端分离指位移，将传感器测得的位置信号与离合器最大分离自学习位置的差作为离合器执行器实际接合位置X_clutchact，将离合器起步目标接合位置与离合器实际接合位置的差值作为闭环控制器的输入，控制器输出PWM(占空比)信号控制离合器执行器的进气电磁阀和排气电磁阀。

进一步地，在本实施例中，目标离合器接合压力Fc计算公式为：

式中，

—离合器目标传递扭矩(N·m)；R_c—离合器摩擦片工作有效半径(m)；μ—离合器摩擦片摩擦系数，发动机转速和变速器输入轴转速差小于10r/min时为静摩擦系数，否则为动态摩擦系数；ω_eact—发动机实际转速(r/min)；ω_cact—变速器输入轴实际转速(r/min)；其中，离合器目标传递扭矩

的计算公式为：

式中，

—离合器目标传递扭矩(N·m)；β—传动系旋转阻尼系数(N·m·s/rad)；整车惯量等效到变速器输入轴的惯量J_cveh(kg·m²)；外界阻力矩等效到变速器输入轴的阻力矩T_f(N·m)；坡道阻力引起的阻力矩T_i(N·m)；滚动阻力在驱动轴上引起的阻力矩T_g(N·m)，

为变速器起步目标输入轴转速的2阶导数：

式中，j^tar-起步阶段目标冲击度(m/s³)；i_g-变速器速比；i₀-后桥速比；r_w-车轮滚动半径(m)，对

积分可得变速器起步目标输入轴转速及其一阶导数。

滚动阻力作用于车轮与地面接触处，滚动阻力在驱动轴上引起的阻力矩T_g(N·m)为：

T_g＝r_wmgfcosγ

式中，m—整车质量(kg)；g—重力加速度(m/s²)；γ—坡度角(rad)；f—滚动阻力系数；r_w—车轮滚动半径(m)。

空气阻力可等效认为作用车辆质心处，空气阻力在驱动轴引起对的阻力矩T_w(N·m)可表示为：

式中，lg-车辆质心高度(m)；CD-空气阻力系数；A-车辆迎风面积，m²；u_a-车速(km/h)。

坡道阻力矩同样可等效认为作用在车辆质心处，则由坡道阻力引起的阻力矩T_i(N·m)可表示为：

T_i＝(l_g-r_w)mgsinγ

汽车加速时其加速阻力矩T_j(N·m)可表示为：

式中，u-车速(m/s)；J_ec-发动机飞轮、离合器压盘和变速器输入轴转动惯量(kg·m²)；i_g-变速器速比；i₀-后桥速比；η_T-传动系效率。

则外界阻力矩可表示为以上各阻力矩的和，其等效到变速器输入轴的阻力矩T_f(N·m)为：

整车惯量等效到变速器输入轴的惯量J_cven(kg·m²)可表示为：

式中，J_c—离合器从动盘转动惯量(kg·m²)；J_m—每个挡位变速器旋转件等效到变速器输入轴转动惯量(kg·m²)。

进一步地，由离合器压盘位置经离合器膜片弹簧大端负荷特性查表得到当前膜片弹簧大端载荷Fpd，当前膜片弹簧大端载荷Fpd减去目标离合器接合压力Fc的差值再乘以膜片弹簧大端与小端位移比k_λ得到离合器膜片弹簧小端载荷Fpx，由离合器膜片弹簧小端载荷Fpx经离合器膜片弹簧小端分离特性查表得到膜片弹簧小端分离指位移，将膜片弹簧小端分离指位移与离合器最大分离自学习位置的差值作为合器起步目标接合位置X_clutchtar；膜片弹簧小端分离指位移经膜片弹簧小端位移与大端位移关系特性查表得到当前离合器大端位移，此即为离合器压盘位置，再将此位置用于下一时刻经离合器膜片弹簧大端负荷特性查表确定膜片弹簧大端载荷Fpd。

进一步地，在本实施例中，在S2中，起步修正目标发动机转速变化率

(rad/s)的计算公式为：

其中，i_g为后桥速比；i₀为变速器速比；r_w为车轮滚动半径；a_{opt_qibu}为起步完成时目标加速度。

S3、判断起步滑磨过渡阶段累加时间t_guodu是否大于0，若是，则进入起步滑磨过渡阶段，若未进入起步控制模式，则结束；在进入起步滑磨过渡阶段后包括：判断是否进入起步控制模式，若进入起步控制模式则建立起步滑磨过渡阶段目标冲击度过渡斜率

单层模糊推理机并由此获取起步滑磨过渡阶段目标冲击度过渡斜率

并由第一目标冲击度

与起步滑磨过渡阶段目标冲击度过渡斜率

与起步滑磨过渡阶段累加时间t_guodu的乘积相加得到起步滑磨过渡阶段的目标冲击度

并以起步滑磨过渡阶段的目标冲击度

计算目标离合器接合压力以及离合器目标接合位置，执行离合器位置闭环控制；

在进入起步滑磨过渡阶段后还包括：计算起步滑磨同步阶段目标冲击度

在进入起步滑磨过渡阶段后还包括：计算起步修正目标发动机转速，并在确定起步扭矩控制模式为1模式时，执行发动机扭矩控制模式。

参照图1，起步滑磨过渡阶段对应图1中的t₄-t₆阶段。起步滑磨过渡阶段目标冲击度(m/s³)可用下式计算

进一步地，在本实施例中，建立起步滑磨过渡阶段目标冲击度过渡斜率

单层模糊推理机包括：

油门开度α实际论域为[0，1]，当前挡位的实际论域为[-2，5]，起步滑磨过渡阶段目标冲击度过渡斜率

的实际论域为[-75，-0.75]。设定油门开度α的模糊集整数论域为[0，1，2，3，4，5，6]，当前挡位的模糊集整数论域为[-2，-1，0，1，2，3，4，5]，起步滑磨过渡阶段目标冲击度过渡斜率

的模糊集整数论域为[2，35，68，101，134，167，200]。由实际论域和整数论域之间的对应关系可得出：

输入量油门开度α的量化因子：

当前挡位的量化因子：

起步滑磨过渡阶段目标冲击度过渡斜率

的量化因子：

模糊化的过程包括模糊子集的确定，这里将油门开度划分为如下七个模糊子集：[非常小(VS)，小(S)，较小(LS)，中(M)，较大(LB)，大(B)，非常大(VB)]，将当前挡位划分为如下八个模糊子集：[负小(NB)，负大(NVB)，零(Z)，正非常大(VB)，正大(B)，正中(M)，正小(S)，正非常小(VS)]，起步滑磨过渡阶段目标冲击度过渡斜率

划分为如下七个模糊子集：[非常小(VS)，较小(LS)，小(S)，中(M)，大(B)，较大(LB)，非常大(VB)]，隶属度函数均选择三角形。对于油门开度，隶属度函数为底为2，高为1的等腰三角形，如图17所示；对于当前挡位，隶属度函数为底为2，高为1的等腰三角形，如图18所示；起步滑磨过渡阶段目标冲击度过渡斜率

隶属度函数为底为33，高为1的等腰三角形，如图19所示。

S4、判断

是否小于等于

若是，则进入起步滑磨同步阶段；在进入起步滑磨同步阶段后包括：判断是否进入起步控制模式，若进入起步控制模式，则由起步滑磨过渡阶段的目标冲击度

计算目标离合器接合压力以及离合器目标接合位置，执行离合器位置闭环控制；若未进入起步控制模式，则结束；

在执行离合器位置闭环控制后，当发动机转速和变速器输入轴转速差小于第四预设转速差，且发动机转速和变速器输入轴转速同步状态标志位syn_b为1，且起步滑磨过渡超时大于第四预设时间，且离合器切换状态qiehuan_b≤0时，退出离合器位置闭环控制，第四预设时间小于0.2s，可根据实际需要进行设置。

在进入起步滑磨同步阶段后还包括：计算起步修正目标发动机转速，并在确定起步扭矩控制模式为1模式时，执行发动机扭矩控制模式。

在S1-S4中，发动机扭矩控制模式为发动机转速前馈与反馈闭环控制，此控制模式下控制算法的输入为起步修正目标发动机转速和实际发动机转速的差值，前馈控制输入为发动机起步需求扭矩，其由起步修正目标发动机转速变化率、起步修正目标发动机转速、离合器目标传递扭矩、传动系旋转阻尼系数、发动机飞轮和离合器压盘转动惯量计算得出；反馈输出为由起步修正目标发动机转速和实际发动机转速的差值计算得到的闭环修正扭矩；前馈控制输入和反馈输出之和作为起步发动机请求扭矩由变速器控制器(TCU)发送给发动机控制器(ECU)。

参照图1，需要说明的是，在本实施例中，起步滑磨同步阶段对应图1中的t₆-t₇。图1中的t₇-t₈为同步阶段。

进一步地，在本实施例中，发动机起步需求扭矩

(N·m)的计算公式为：

式中，β—传动系旋转阻尼系数(N·m·s/rad)；J_ec为发动机分轮和离合器压盘转动惯量。

进一步地，在本实施例中，起步扭矩控制模式为2模式时，为非起步过程发动机扭矩控制模式，变速器控制器(TCU)将非起步模式下的的发动机请求扭矩发送给发动机控制器；起步扭矩控制模式为0模式时，且换挡成功标志位置1，且离合器起步实际接合位置小于等于离合器半接合点自学习位置，且当前挡位等于目标挡位时进入换挡过程中发动机转速调速控制模式，控制算法输入为目标挡位对应输入轴转速和当前发动机转速的差值，输出为发动机制动请求扭矩，由变速器控制器(TCU)将发动机制动请求扭矩发送给发动机控制器。

本实施例提供的基于目标冲击度的发动机恒转速离合器起步控制方法，将驾驶员油门踏板操作与起步冲击度联系起来共同决策驾驶员意图，在起步过程中，协同控制发动机扭矩和离合器接合，以使得发动机转速与离合器从动盘转速同步时平顺的完成滑磨加速到滑磨同步阶段的过渡，提高起步平顺性。

如图20所示，本实施例还提供一种基于目标冲击度的发动机恒转速离合器起步控制系统，用于执行上述基于目标冲击度的发动机恒转速离合器起步控制方法。变速器控制器20、发动机控制器30和应用软件控制模块10，应用软件控制模块10设置于变速器控制器20中，变速器控制器20与发动机控制器30通过CAN线连接。应用软件控制模块10包括变速器输入和输出轴转速采集模块、离合器执行器参数采集模块、离合器执行器控制模块、目标发动机转速确定模块、发动机请求扭矩计算模块、离合器控制状态确定模块和阻力扭矩获取模块。

具体地，离合器执行器参数采集模块采集离合器执行器位移传感器测得的执行器位置信号，用于离合器执行器的闭环控制；变速器输入轴转速采集模块，采集变速器输入轴转速；输出轴转速采集模块，采集变速器输出轴转速，用于计算车速并进一步用于计算阻力矩。目标发动机转速确定模块，用于计算起步修正目标发动机转速。离合器控制状态确定模块，用于确定离合器起步控制模式和起步扭矩控制模式。阻力扭矩获取模块，用于计算道路阻力扭矩。离合器执行器控制模块，用于执行离合器位置闭环控制。发动机请求扭矩计算模块，用于计算发送的起步发动机请求扭矩。变速器控制器20，接收CAN线上由发动机控制器30发送的发动机实际转速、驾驶员需求扭矩、发动机实际扭矩、加速踏板开度和摩擦扭矩等信息，并储存由上述算法组成的应用程序，执行上述控制算法，经CAN线向发动机控制器30发送起步发动机请求扭矩、发动机目标转速等信息。发动机控制器30和变速器控制器20经CAN线进行数据交互。

此外，需要说明的是，本发明提供的基于目标冲击度的发动机恒转速离合器起步控制方法适用于拉式离合器和推式离合器的起步控制。

以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种基于目标冲击度的发动机恒转速离合器起步控制方法，其特征在于，包括：

S1、确定制动踏板被踩下且挂挡成功后，判断离合器切换状态qiehuan_b是否大于0，若是，则控制器离合器执行器移动至离合器目标位置X_btp，离合器目标位置X_btp等于离合器半接合点自学习位置减去第一阈值位置X1；其中，qiehuan_b在车辆起步初时为0，并在制动踏板被踩下且离合器执行器位移小于半接合点时qiehuan_b置为1；

S2、包括：判断制动踏板是否被松开，若是，则进入起步滑磨加速阶段，采集油门开度和油门开度变化率及当前变速器挡位，建立目标冲击度过渡斜率

单层模糊推理机和第一目标冲击度

的双层推理机；若否，则控制离合器执行器维持在离合器目标位置X_btp；

还包括：判断加速踏板是否被踩下，若制动踏板被松开且加速踏板未被踩下，则获取起步扭矩控制模式(包括1模式、2模式和0模式)，并判断是否进入起步控制模式，若进入起步控制模式，则由目标冲击度过渡斜率

单层模糊推理机，并由

对时间积分得到第二目标冲击度

并以

计算目标离合器接合压力以及离合器目标接合位置，执行离合器位置闭环控制；若未进入起步控制模式，则结束；

若制动踏板被松开且加速踏板被踩下，则判断是否进入起步控制模式，若进入起步控制模式，则由第一目标冲击度

的双层推理机获取第一目标冲击度

并获取离合器实际接合位置且比较

和

若离合器实际接合位置小于等于X_atp，X_atp为离合器半接合点自学习位置加上第二阈值位置X2(|X2|＜|X1|)，X_atp＞X_btp，且

则以

计算目标离合器接合压力以及离合器目标接合位置，执行离合器位置闭环控制；反之则以

计算目标离合器接合压力以及离合器目标接合位置，执行离合器位置闭环控制；其中，

由制动踏板被松开时随着时间的增加而逐渐增大，最终等于

若未进入起步控制模式，则结束；

在制动踏板被松开后还包括：计算起步滑磨加速阶段结束时间t₄，具体计算公式为：

其中，k_j-起步同步阶段目标冲击度比值；

-发动机目标转速(rad/s)；

-第一目标冲击度(m/s³)；其中，k_j由起步同步阶段目标冲击度k_j单层模糊推理机获取；

由控制器内预存的油门踏板开度与发动机目标转速关系表查得；

在制动踏板被松开后还包括：计算起步滑磨加速阶段结束时刻目标冲击度

并比较

和

大小，若

且

则起步滑磨加速阶段结束判断标志位b_tm_out置为1，其中，b_tm_out在车辆起步初时为0，仅在发动机目标转速和变速器输入轴转速之差小于第一预设转速差且变速器输入轴转速大于0时，b_tm_out重新置为0；其中，

的计算公式为：

其中，r_w-车轮滚动半径；

-变速器起步输入轴转速的一阶导数；ω_c-变速器起步输入轴转速；i_g-变速器速比；i₀-后桥速比；

在加速踏板被踩下后还包括：计算起步加速意图I_acc，其中I_acc的计算公式为：

其中，α(t)-油门开度(％)；

在制动踏板被松开后还包括：计算起步过程驾驶员驾驶加速意图系数K_iacc，并建立起步过程驾驶员驾驶加速意图系数K_iacc模糊推理机，并由起步加速意图I_acc与起步过程驾驶员加速意图系数K_iacc的乘积计算起步完成时目标加速度a_{opt_qibu}，且由后桥速比、变速器速比、车轮滚动半径和起步完成时目标加速度a_{opt_qibu}计算起步修正目标发动机转速变化率；

在制动踏板被松开后还包括：计算发动机目标转速，并在确定起步扭矩控制模式为1模式时，执行发动机扭矩控制模式。

在制动踏板被松开后还包括：若当前挡位为非空档，且离合器起步目标接合位置大于离合器半接合点自学习位置或变速器输入轴转速大于预设转速、且同步超时小于第一预设时间，则开始计算起步累加时间t_qibu；并且若发动机转速与输入轴转速的转速差小于等于第二预设转速差，且当前挡位为非空档，且起步累加时间t_qibu大于0，且t_qibu大于起步滑磨加速结束时间t₄或发动机转速与输入轴转速的转速差小于第三预设转速差或起步滑磨加速结束判断标志位b_tm_out置为1，则起步时间累加结束标志位置1，同步超时开始计时，并在且同步超时大于第一预设时间后起步累加时间t_qibu清零，同时同步超时清零；其中，起步时间累加结束标志位在车辆起步初始为0；

在制动踏板被松开后还包括：若当前挡位为非空挡，且起步累加时间t_qibu大于0，且起步滑磨过渡超时小于第二预设时间，且满足起步滑磨加速结束时间t₄大于第三预设时间且起步累加时间t_qibu大于起步滑磨加速结束时间t₄、起步滑磨加速结束判断标志位b_tm_out为1、车速大于预设速度且发动机转速与输入轴转速的转速差小于等于第三预设转速差至少一个时，起步滑磨过渡阶段累加时间t_guodu开始计时；并且当发动机转速与输入轴转速的转速差小于等于第二预设转速差，且车速大于预设速度，且当前挡位为非空挡，且起步扭矩控制模式为1模式或2模式，则起步滑磨过渡超时开始计时；并且当起步滑磨过渡超时大于第二预设时间后，起步滑磨过渡超时和起步滑磨过渡阶段累加时间t_guodu同时清零；所述第二预设转速差大于所述第一预设转速差且小于所述第三预设转速差；

S3、判断起步滑磨过渡阶段累加时间t_guodu是否大于0，若是，则进入起步滑磨过渡阶段，若未进入起步控制模式，则结束；在进入起步滑磨过渡阶段后包括：判断是否进入起步控制模式，若进入起步控制模式则建立起步滑磨过渡阶段目标冲击度过渡斜率

单层模糊推理机并以此获取起步滑磨过渡阶段目标冲击度过渡斜率

并由第一目标冲击度

与起步滑磨过渡阶段目标冲击度过渡斜率

与起步滑磨过渡阶段累加时间t_guodu的乘积相加得到起步滑磨过渡阶段的目标冲击度

并以起步滑磨过渡阶段的目标冲击度

计算目标离合器接合压力以及离合器目标接合位置，执行离合器位置闭环控制；

在进入起步滑磨过渡阶段后还包括：计算起步滑磨同步阶段目标冲击度

由t₄时刻开时随着时间的增加而逐渐减小，最终等于

在进入起步滑磨过渡阶段后还包括：计算起步修正目标发动机转速，并在确定起步扭矩控制模式为1模式时，执行发动机扭矩控制模式；

S4、判断

是否小于等于

若是，进入起步滑磨同步阶段；在进入起步滑磨同步阶段后包括判断是否进入起步控制模式，若进入起步控制模式，则由起步滑磨过渡阶段的目标冲击度

计算目标离合器接合压力以及离合器目标接合位置，执行离合器位置闭环控制；若未进入起步控制模式，则结束；

在执行离合器位置闭环控制后，当发动机转速和变速器输入轴转速差小于第四预设转速差，且发动机转速和变速器输入轴转速同步状态标志位syn_b为1，且起步滑磨过渡超时大于第四预设时间，且离合器切换状态qiehuan_b≤0时，退出离合器位置闭环控制，第四预设时间小于0.2s；其中，syn_b在车辆起步初始为0，并在车速大于预设速度，且t_qibu不大于0，且离合器位移大于离合器半接合位置，且发动机转速和变速器输入轴转速差不大于第四预设转速差时置为1，并且一旦上述所有条件不能同时满足则置为0；当上述置1条件不满足时，syn_b在目标挡位变化斜率小于0，且车速大于预设速度，且t_qibu不大于0，且离合器位移大于离合器半接合位置时置为1，并且一旦上述所有条件不能同时满足则置为0；所述第四预设转速差大于第二预设转速差且小于所述第三预设转速差；

在进入起步滑磨同步阶段后还包括：计算起步修正目标发动机转速，并在确定起步扭矩控制模式为1模式时，执行发动机扭矩控制模式；

在执行发动机扭矩控制模式后，当发动机转速和变速器输入轴转速小于预设转速，且起步扭矩控制模式为2模式时，退出发动机扭矩闭环控制；

在S1-S4中，发动机扭矩控制模式为发动机转速前馈与反馈闭环控制，此控制模式下控制算法的输入为起步修正目标发动机转速和实际发动机转速的差值，前馈控制输入为发动机起步需求扭矩，其由起步修正目标发动机转速变化率、起步修正目标发动机转速、离合器目标传递扭矩、传动系旋转阻尼系数、发动机飞轮和离合器压盘转动惯量计算得出；反馈输出为由起步修正目标发动机转速和实际发动机转速的差值计算得到的闭环修正扭矩；前馈控制输入和反馈输出之和作为起步发动机请求扭矩由变速器控制器(TCU)发送给发动机控制器(ECU)。

2.根据权利要求1所述的基于目标冲击度的发动机恒转速离合器起步控制方法，其特征在于，获取起步扭矩控制模式包括：

获取并判断起步状态标志位qb_b是否为1，获取并判断发动机转速和变速器输入轴转速同步状态标志位syn_b是否为1，若qb_b为0且syn_b为0，则起步扭矩控制模式为0模式；若qb_b为1且syn_b为0，则起步扭矩控制模式为1模式；若qb_b为0且syn_b为1，则起步扭矩控制模式为2模式；

其中，qb_b在车辆起步初始为0，并在换挡成功标志位置1，且车速小于预设速度，且驾驶员松开手刹或制动踏板，且离合器位移大于离合器半接合点自学习位置减去第三阈值X3(|X3|<|X1|)，且发动机转速和变速输入轴转速差大于第五预设转速差时置为1，并且一旦上述所有条件不能同时满足则置为0，所述第五预设转速差大于所述第三预设转速差。

3.根据权利要求2所述的基于目标冲击度的发动机恒转速离合器起步控制方法，其特征在于，判断是否进入起步控制模式包括：

当离合器实际接合位置大于等于离合器半接合点自学习位置减去第四阈值位置X4，且离合器实际接合位置小于等于离合器半接合点自学习位置加上第五阈值位置X5，且起步累加时间t_qibu大于0，且发动机转速和变速器输入轴转速差大于所述第三预设转速差，且起步滑磨过渡超时小于第二预设时间，且起步扭矩控制模式为1模式，且满足车速大于一定预设速度或制动踏板被松开二者之一时，确定进入起步控制模式，|X5|＞|X2|且|X5|＜|X4|，|X4|＞|X1|，|X3|＞|X5|,；或者

当挂挡成功，且起步滑磨过渡超时小于第二预设时间，且发动机转速和变速器输入轴转速差大于所述第三预设转速差，且起步扭矩控制模式为1模式时，确定进入起步控制模式。

4.根据权利要求1所述的基于目标冲击度的发动机恒转速离合器起步控制方法，其特征在于，目标离合器接合压力Fc计算公式为：

式中，

-离合器目标传递扭矩(N·m)；R_c-离合器摩擦片工作有效半径(m)；μ-离合器摩擦片摩擦系数，发动机转速和变速器输入轴转速差小于第一预设转速差时为静摩擦系数，否则为动态摩擦系数；ω_eact-发动机实际转速(r/min)；ω_cact-变速器输入轴实际转速(r/min)；其中，离合器目标传递扭矩

的计算公式为：

式中，式中，

-离合器目标传递扭矩(N·m)；β-传动系旋转阻尼系数(N·m·s/rad)；整车惯量等效到变速器输入轴的惯量J_cveh(kg·m²)；外界阻力矩等效到变速器输入轴的阻力矩T_f(N·m)；坡道阻力引起的阻力矩T_i(N·m)；滚动阻力在驱动轴上引起的阻力矩Tg(N·m)，

为变速器起步目标输入轴转速的2阶导数：

式中，j^tar-起步阶段目标冲击度(m/s³)；i_g-变速器速比；i₀-后桥速比；r_w-车轮滚动半径(m)，对

积分可得变速器起步目标输入轴转速及其一阶导数。

5.根据权利要求4所述的基于目标冲击度的发动机恒转速离合器起步控制方法，其特征在于，由离合器压盘位置经离合器膜片弹簧大端负荷特性查表得到当前膜片弹簧大端载荷Fpd，当前膜片弹簧大端载荷Fpd减去目标离合器接合压力F_c的差值再乘以膜片弹簧大端与小端位移比k_λ得到离合器膜片弹簧小端载荷Fpx，由离合器膜片弹簧小端载荷Fpx经离合器膜片弹簧小端分离特性查表得到膜片弹簧小端分离指位移，将膜片弹簧小端分离指位移与离合器最大分离自学习位置的差值作为合器起步目标接合位置X_clutchtar；膜片弹簧小端分离指位移经膜片弹簧小端位移与大端位移关系特性查表得到当前离合器大端位移，此即为离合器压盘位置，再将此位置用于下一时刻经离合器膜片弹簧大端负荷特性查表确定膜片弹簧大端载荷Fpd。

6.根据权利要求5所述的基于目标冲击度的发动机恒转速离合器起步控制方法，其特征在，离合器位置闭环控制包括：离合器执行器位移传感器测得的执行器位置信号为膜片弹簧小端分离指位移，将传感器测得的位置信号与离合器最大分离自学习位置的差作为离合器执行器实际接合位置X_clutchact，将离合器起步目标接合位置与离合器实际接合位置X_clutchact的差值作为闭环控制器的输入，控制器输出PWM(占空比)信号控制离合器执行器的进气电磁阀和排气电磁阀。

7.根据权利要求4所述的基于目标冲击度的发动机恒转速离合器起步控制方法，其特征在于，起步修正目标发动机转速变化率

(rad/s)的计算公式为：

其中，i_g-后桥速比；i₀-变速器速比；r_w-车轮滚动半径；a_{opt_qibu}-起步完成时目标加速度。

8.根据权利要求7所述的基于目标冲击度的发动机恒转速离合器起步控制方法，其特征在于，起步修正目标发动机转速

(rad/s)的计算公式为：

式中，t_guodu—起步滑磨过渡阶段累加时间(s)。

9.根据权利要求8所述的基于目标冲击度的发动机恒转速离合器起步控制方法，其特征在于，发动机起步需求扭矩

(N·m)的计算公式为：

式中，β—传动系旋转阻尼系数(N·m·s/rad)；J_ec为发动机分轮和离合器压盘转动惯量(kg·m²)。

10.一种基于目标冲击度的发动机恒转速离合器起步控制系统，其特征在于，用于执行如权利要求1-9任一项所述的基于目标冲击度的发动机恒转速离合器起步控制方法，包括变速器控制器、发动机控制器和应用软件控制模块，所述应用软件控制模块设置于所述变速器控制器中，所述变速器控制器与所述发动机控制器通过CAN线连接，所述应用软件控制模块包括变速器输入和输出轴转速采集模块、离合器执行器参数采集模块、离合器执行器控制模块、目标发动机转速确定模块、发动机请求扭矩计算模块、离合器控制状态确定模块和阻力扭矩获取模块。

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